يتأثر تقلب الألواح الشمسية وتوليدها للكهرباء على مدار العام بمستويات مختلفة من الإشعاع الشمسي الذي يتم تلقيه خلال كل موسم. بالإضافة إلى ذلك، يلعب حجم واتجاه اللوحة الشمسية دورًا حاسمًا في تحديد أدائها.
سنشرح في هذه المقالة كيف يختلف إنتاج الطاقة من الألواح الشمسية على مدار العام وما هي الجوانب التي يجب مراعاتها.
كيف يختلف إنتاج الطاقة من الألواح الشمسية على مدار العام
على مدار العام، تتداخل عوامل مختلفة تؤثر على أداء الألواح الشمسية وإنتاجها للكهرباء. وفيما يتعلق بإنتاج الكهرباء من الألواح الشمسية، توجد عوامل عديدة تؤثر على كمية الطاقة التي تولدها . وفيما يلي تصنيفات هذه العوامل:
- كمية الإشعاع الشمسي في الموقع المحدد
- اتجاه السقف أو السطح الذي تم تركيب الألواح فيه
- وجود الظلال في مواسم معينة
- متوسط درجات الحرارة التي شهدتها المنطقة.
ما هي سمات الألواح الشمسية المحددة التي تؤثر على قدرتها على توليد الكهرباء؟
عند تحديد خرج الطاقة للوحة الشمسية، فإن العامل الرئيسي الذي يجب مراعاته هو الحد الأقصى للواط (Wp)، والذي يمثل أكبر قدر من الطاقة التي يمكن أن تولدها.
يشير الحد الأقصى لتصنيف الشركة المصنعة إلى تدفق التيار المباشر غير المنقطع (DC) في ظل الظروف النموذجية. إجراءات تنفيذ هذه التقييمات هي كما يلي:
- هناك تدفق قدره 1000 ميجاجول من الإشعاع الشمسي لكل متر مربع،
- هناك درجة حرارة جوية تبلغ 25 درجة مئوية.
لا تُعدّ هذه الظروف المحددة ظاهرةً دائمةً على مدار العام، لذا من الضروري مراعاة وجود عنصر مناخي خارج عن سيطرتنا. ومع ذلك، يظلّ النموذج الموحد الذي وفّرته المفوضية الأوروبية لنظام معلومات الطقس والطقس (PVGIS) ساريًا في جميع الحالات.
تتكون الألواح الشمسية من خلايا ضوئية متعددة. تتميز الألواح الشمسية المنزلية المتوفرة في السوق حاليًا (عام 2021) بقدرة إنتاج اسمية تتراوح بين 350 و455 واط ذروة، وتتكون من حوالي 66 إلى 96 خلية ضوئية . كما يتوفر خيار أكبر قادر على توليد ما يصل إلى 500 واط ذروة.
وبطبيعة الحال، يتناسب مستوى الكهرباء المولدة بواسطة الألواح الشمسية بشكل مباشر مع الجهد المحدد من قبل الشركة المصنعة. يخضع توليد الكهرباء من الألواح الشمسية لتغيرات موسمية على مدار العام.
من المهم إدراك أن المحافظات لا تتلقى كميات متساوية من الإشعاع الشمسي، وينطبق الأمر نفسه على اختلاف المواسم داخل هذه المحافظات . لذا، يجب أن نأخذ في الاعتبار أن إنتاجيتها تختلف بين الصيف والشتاء.
متى تبدأ الألواح الشمسية عملية توليد الطاقة؟
تبدأ الألواح الشمسية بتوليد الطاقة منذ لحظة ظهور أولى أشعة الشمس. إلا أن كمية الطاقة المنتجة تتفاوت على مدار اليوم، لتصل إلى ذروتها عند الظهيرة حين تبلغ الشمس كبد السماء. ورغم أهمية إدراك أن الطاقة تُولّد أيضاً في الصباح وبعد الظهر، فمن الضروري فهم أن شدة الإشعاع الشمسي تتفاوت تبعاً لموقع الشمس في السماء، مما يؤثر على إنتاجية نظامنا الكهروضوئي.
عند التفكير في تركيب الألواح الشمسية الكهروضوئية، فإن أول الشكوك التي تطرأ هي كمية الشمس التي تستقبلها إسبانيا. ولحسن الحظ، تتمتع إسبانيا بكمية كبيرة من أشعة الشمس كل عام، مما يجعلها مكانًا مثاليًا لتسخير الطاقة الشمسية. في المتوسط، تشهد أمتنا ما بين 2200 إلى 3000 ساعة من أشعة الشمس سنويًا، اعتمادًا على الحكم الذاتي المحدد لكل مجتمع. وهذا يضمن إمدادات كافية من الإشعاع الشمسي، مما يعزز الطاقة الشمسية كاستثمار مربح وموثوق.
في إسبانيا، تتزامن ساعات ذروة الإشعاع الشمسي عادةً مع منتصف النهار وبداية فترة ما بعد الظهر . وتوفر المناطق الجنوبية من الأندلس ومورسيا ظروفًا مثالية لاستغلال الطاقة الشمسية. مع ذلك، من المهم ملاحظة أن هذه الظروف قد تختلف باختلاف فصول السنة.
توزيع إنتاج الطاقة الشمسية شهريا في إسبانيا هو كما يلي:
- يشهد إنتاج الطاقة الشمسية انخفاضًا في الفترة من يناير إلى مارس، تليها زيادة لاحقة من أبريل إلى يونيو.
- خلال شهري يوليو وأغسطس، يصل إنتاج الطاقة الشمسية إلى ذروته، وتوفير أقصى قدر من أداء الطاقة. مع تحرك التقويم نحو سبتمبر واستمراره حتى ديسمبر، هناك انخفاض تدريجي في إنتاج الطاقة الشمسية، مما يؤدي إلى انخفاض في كمية الطاقة المولدة.
بغض النظر عن التقلبات، يمكن للألواح الشمسية الكهروضوئية أن تقدم أداءً كبيرًا على مدار العام في بلدنا. ومع ذلك، فإن طول ساعات النهار يلعب دورًا حاسمًا في تعظيم الربحية.
إنتاج الطاقة من الألواح الشمسية حسب التوجه
يؤثر التوجه أيضًا على إنتاج الطاقة الشمسية. الاتجاهان الرئيسيان هما الجنوب والشرق والغرب. ونحن هنا وصف كلتا الحالتين بالتفصيل.
- على: بشكل عام، يؤدي توجيه الألواح نحو الجنوب إلى تعظيم الاستفادة من الطاقة الشمسية، لأنها تتلقى معظم الإشعاع طوال اليوم، وخاصة في إسبانيا، حيث يساعد الموقع الجغرافي على هذا التوجه. للحصول على دراسة أكثر دقة، يمكنك استشارة التقويم الشمسي وتحديد أفضل إمالة واتجاه لموقعك.
- التوجه شرق-غرب: إذا لم تتمكن من وضع الألواح في مواجهة الجنوب، فقد يكون الاتجاه من الشرق إلى الغرب خيارًا جيدًا. تستغل الألواح المواجهة للشرق ضوء الصباح، بينما تستفيد الألواح المواجهة للغرب من ضوء ما بعد الظهيرة.
على الرغم من هذه الإرشادات، فإن أفضل توجيه للألواح الشمسية يعتمد على عدة عوامل. لذلك، من الضروري إجراء دراسة شخصية لتحديد أفضل طريقة تركيب لمنزلك، مما يضمن حصولك على أقصى قدر من الأداء من تركيب الطاقة الكهروضوئية.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد حول كيفية اختلاف إنتاج الطاقة من الألواح الشمسية على مدار العام.
